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文檔簡介

1、廢水除磷方法目前,污水除磷的方法有化學沉淀法、電解法、微生物法、水生物法、物理吸附法、土壤處理法和膜技術處 理法等。具中吸附法以其容量大、耗能少.污染小、去除快和可循壞等優點,在除磷方面得到了廣泛的應用。用單一材料直接吸附磷的研究已經成熟#現在的主要研究方向已經轉為對材料進行改性后用于隣的吸附研 究,改性材料的吸附研究方興未艾。1吸附法除磷研究現狀1.1活性炭近年來對活性炭用于吸附的研究r大多以改性的方式出現,通過増強活性炭的化學吸附能力來提高除隣效 果。含鐵活性炭有很好的吸附磷效果,Zhengfang Wang等對比含鐵活性炭(AC-Fe)和含鐵氧化活性炭(AC/O- Fe)后發現,通過硝酸

2、氧化的活性炭(AC/N-Fe)可搭載更多的Fe ,從而在活性炭表面形成大量的活性位點, 得到了比AC-Fe更高的磷吸附效果。其中AC/N-FeH和AC/N-FelU的吸附過程主要以表面吸附和顆粒內 擴散為主,且AC/N-Fen較AC/N-FelH顆粒內擴散能力強,活化能更高,因此綜合研究表明:AC/N-FeD 對隣吸附效果優于AC/N-FelU0ACF-La的吸附隣能力會因溶液中存在N03-、SO42-、CO32-而變差。ACF-LaOH吸附磷的主要機理是配 體交換、靜電作用和Lewis酸堿反應。pH增加會癩弓配體交換和靜電作用的能力,而增強Lewis酸堿反應 的能力,致使綜合吸附呈減少。Ji

3、anyong Liu等研究ACF-LaFe吸附磷發現,ACF-LaFe帶有大呈凈正電 荷,使得具最大吸附容臺高于ACF-LaOH ,室溫下最大吸附容呈可達29.44 mg/g ,共存陰離子對吸附磷有 不利影響,順序為:F->SO42->NO3- >CI-O1 2生物質生物質主要指自然界中一切有生命的可以生長的有機物質。用于吸附工程的有機物質及其廢棄物就是生物 質吸附卿。生物質吸附痢具備以下優點:材料成本低、分布廣;孔隙率高,表面積大;表層含有較多疑基,改 性簡單,與磷酸根離子反應的活性較高;在水中不溶解,易分離。近年來硏究的生物質吸附割有軟體動物殼、 蛋殼、日蔗渣等。Want

4、ing Chen等在研究用牡蠣殼吸附初始質星濃度為10mg/L的隣時發現 反應溫度從20 °C升到30 °C 和殼粒徑從590 pm降到180 pm,都會增大牡蠣殼的吸附容呈,牡蠣殼有豐冨的吸附位點,并且比大多 數吸附割更環保。T. Kose等用焙饒廢蛋殼(CWE)吸附磷時發現,CWE對隣的吸附去除率在pH為210時都能大于99% , 并得到吸附列的最佳投加質呈濃康為2 g/L;其他陰離子的存在對CWE吸附磷的影響不大販附隣后的CWE 由于含有大星鈣、鎂和磷,可用作月少斗和土壤改良列;附著氫氧化鐵的廢蛋殼吸附磷的速率很快。W. Carvalho等研究改性甘蔗渣吸附磷的效果發

5、現,附著Fe2+的甘蔗渣(0.06 mol/g)比不附著Fe2+的甘 蔗渣在吸附磷的效率方面提高了 45% ,竣甲基改性的日蔗渣附著Fe2+的濃度比未改性的甘蔗渣提高了 80% ,只需要對原材料做稍微的化學改性,隣吸附性能就能得到大大的優化。1.3金屬(氫)氧化物7.M7金屬氧化物金屬氧化物具有表面積大、疼基團眾多和選擇吸附性高的優點。氧化鐵吸附磷主要通過球面的靜電吸附球內絡合的化學吸附。磁性氧化鐵納米粒子在磷的初始質呈濃度 為220 mg/L、吸附列投加質臺濃度為0.6 g/L、反應時間為24 h時,得到磷最大吸附容星為5.03 mg/g , 在pH=11.1時,吸附容星則急劇下降到0.33

6、 mg/g。L. Rodrigues等研究水合氧化誥吸附隣時發現,溫度由25 °C升至65 °C時,吸附容臺則由53 mg/g升至 67 mg/g,且在12 h達到吸附平衡,在pH"2時能解吸約74%的隣。氧化誥納米粒子吸附磷的速率很 快,在pH=6.2時可達最大吸附容呈為99.01 mg/g ,是吸附容呈最高的吸附列之一,高濃度的共存陰離子 對隣的吸附影響很小,吸附的最適pH為26,吸附容星在pH超過7時急劇下降。7.M2水滑石黃中子等在研究MgAI-C03水滑石吸附磷時發現,當磷的初始質量濃度在25100 mg/L時,30 min內 即可達到吸附平衡,磷的去除

7、率超過99%。MgAIZr-CO3水滑石對隣的選擇吸附性很高,吸附溶液中離子 的排序為HPO42->>SO42->CI-、NO3-,這是由于磷酸根離子直接與層間Zr(IV)離子發生了絡合反應。 孫德智等硏究ZnAI-2-300水滑石吸附磷的效果發現,污泥脫水液的溫度從25 °C升到30 °C時,水滑石的 磷吸附容呈明顯增加,水溫繼續升至50 °C時,水滑石吸附容呈又降至25 °C時的水平。焙燒ZnAI水滑石 會增大表面積和增加孔隙率,焙燒溫度為300 °C時除磷效果最1圭,600 °C時變成尖晶石從而減小了表面積。

8、膠體水滑石納米片在pH為4.511內的除磷效果較好,吸附隣后的吸附列可用作普通海藻石蘊的生長肥 料。I. 4硅基介孔分子篩Dandan Li等研究粉煤灰一鍋法制備MCM-41吸附隣發現,在pH = 10時MCM-41-CFA-10有最大的空 隙體積0.98 cm3/g、最高的比表面積1 020 m2/g和最低的n(Si): n(AI),并在25 °C時有64.2 mg/g的 吸附容呈,比 SBA-15 的 53.5 mg/g、MCM-41 的 31.1 mg/g 和硅藻土的 62.7 mg/g 都要大。Jianda Zhang等在硏究載瀾二氨基改性的MCM-41吸附磷時發現,該吸附劑

9、的吸附速率和吸附容呈都很高,最 大吸附容呈為54.3 mg/g , pH 3.0-7.0為吸附反應最適的pH ,溶液中CI-和NO3-的存在對除磷影響很 小,而F-和SO42-的存在則影響明顯。J.Choi等對比純的、氨基官能化的和共縮合的SBA-15發現,它們的最大吸附容呈分別為2.01 & 59.890、69.970 mg/g ,內孔表面附著的氨基帶來的強化學親和力是較純SBA-15吸附容呈更高的原因。1.5黏土礦物黏土礦物是組成黏土巖和土壌的主要礦物。它們是一些含鋁、鎂等為主的含水硅酸鹽礦物,是各類土壤和沉 積物的主要成分,其結構特征是一種含水的層狀結構。常用于吸附工程中的黏土礦

10、物有高嶺石、膨潤土、蛭 石、凹凸棒土和鹿沼土等。翟由濤等研究經鹽酸和瑕燒改性的高嶺掃寸隣的吸附效果發現,鹽酸改性的高嶺土表面積會增大,從而大 呈的AL Si等活性點位暴露,吸附隣能力變強,質星分數為9%的酸改性的高嶺土在磷的初始質呈濃度為 20 mg/L的25 mL溶液中時吸附磷效果最佳,去除率為81.8% , 500 °C鍛燒改性的高嶺土中AI元素表現出最佳的活化狀態,對溶液中磷的去除率可達99.5%。S. Gupta等對比未改性、煨燒改性和酸改性的高嶺石發現,酸改性的高嶺石是這其中吸附磷容星最大的,投加少量的高嶺土能大呈減少溶液中的磷酸鹽。K. Reitzel等用瀾改性的膨潤土吸

11、附淡水和咸水中的隣發現,pH超過8.1時f該膨潤土和磷的結合能力受 到較大影響,由于硬水中CO32溶度較高,這種影響在硬水中表現得更為明顯。王峰等用鹽酸和鯛法改 性膨潤土吸附磷的研究發現,改性膨潤土的除隣效果隨酸濃度的増加而增加,500 °CW改性的膨潤土在 磷初始質呈濃度為10 mg/L、pH=9時對隣的去除率可達92.77% , 0.47 mg/L的剩余隣質星濃度已達到 廢水綜合排放的一級A標準。Weiya Huang等研究用La(OH)3改性的剝離蛭石吸附隣時發現,蛭石在25 °C時有最大吸附容呈,為79.6 mg/g ,用該改性蛭石對2 mg/L低濃度磷酸鹽的二級出

12、水進行處理,10 min即可達到97.9%的除隣率, 使隣的質呈濃度降到了 50 pg/L以下,溶液中F-、Cl-、NO3-、SO42-的存在對除磷影響可以忽略不計, 但0.1 mol/L的CO32-存在會使磷的去除率下降到54.3%。J. Xie等研究瑕燒溫度對凹凸棒土吸附磷的影 響時發現,在200-900 °C的鍛饒溫度中,700 °C煨燒的凹凸棒土有最大吸附容星,為5.2 mg/g。Shengjiong Yang等研究鹿沼土對隣的吸附實驗發現,吸附過程中前110 min進行快反應,110 min之 后到超過24 h為慢反應,最大吸附容呈為2.13 mg/g ,由于吸附

13、的最佳pH=6 ,則鹿沼土對廢水中磷的吸附一般無需調節pH。1.6其他除了上述幾類吸附列外,鐵礦、石墨烯和凝膠等也可以作為除隣的吸附劑。MMallet等研究水鐵礦對隣酸 鹽的吸附實驗發現,在pH =4時得到最大吸附容呈,為104.8 mg/g;而在pH=7時的吸附容呈也有77.8 mg/go該吸附痢可直接用于市政污水(pH 6.57.3)的處理,溶液中Cl、NO3-. SO42-的存在對除磷的影 響很小。邵鵬輝等研究磷在磁鐵礦-針鐵礦混合相上的吸附時發現,在初始磷質臺濃度為51.8 mg/L. pH=2和磁鐵礦-針鐵礦混合相投加質臺濃度為10 g/L時,磁鐵礦-針鐵礦對溶液中磷的去除率達到了

14、94.16%。 在初始隣質量濃度為100 mg/L和溫度為30 °C時,石墨烯對磷的吸附容呈達到了 89.37 mg/g。T. Singh 等用吸附了 Cu的水凝膠無需任何處理直接用于吸附隣的硏究發現,在pH=6.1時該凝膠有最大磷吸附容 > 87.62 mg/g ,共存陰離子對除磷影響的順序為C5H7O5COO->SO42->HCO3->CI->NO3-,前兩者 影響較大,后兩者影響較小。2結語相比其他除隣技術,吸附法除磷具有容呈大、耗能少、污染小、去除快和可循環等優勢,但其自身也存在許 多不足之處:共存離子對改性活性炭除磷影響顯著;生物質的吸附容量較小;pH的變化對金屬氧化物吸附容 呈影響很大;幾種特定的陰離子對硅基介孑L分子篩影響較大;黏土礦物普遍存在吸附容呈

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